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  • 问答题
    实验课上，同学们设计以下三种方案均能达到实验目的各方案操作如下：

    魔方格

    图A：向外拉注射器，若观察到______，说明装置气密性良好．
    图B：点燃燃烧匙中过量的红磷，伸入集气瓶中充分反应后，打开弹簧夹，通过观察到______，可粗略测出空气中 O2的含量
    图C：从左端导管处通入二氧化碳气体，开始观察到______，证明CO2与NaOH溶液发生了反应．
    本题信息：2005年连云港化学问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “实验课上，同学们设计以下三种方案均能达到实验目的各方案操作如下：图A：向外拉注射器，若观察到______，说明装置气密性良好．图B：点燃燃烧匙中过量的红磷...” 主要考查您对

装置气密性检验

空气的成分

碱的性质

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  • 装置气密性检验
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装置气密性检验采用的一般方法：
通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成，水柱的形成，液面的升降等）来判断装置气密性的好坏。在实际检验过程中，由于气体发生器结构不同，因此检验方法也有一定的差异。
注意事项：
在中学化学实验及有关实验设计习题中，经常涉及装置的气密性检验问题。一般说来，无论采用那种装置制取气体，在成套装置组装完毕装入反应物之前，必须检查装置的气密性，以确保实验的顺利进行。
一些常见装置的检验方法总结如下，以供同学们参考：

1．如图1，此装置为最简易的制取气体装置，对于该装置的气密性检查，主要是通过气体受热后体积膨胀，压强增大。
   
具体方法为：把导管口的下端浸入水中，用双手紧握试管。如果观察到导气管口有气泡冒出，则证明装置不漏气。
注意：若外部气温较高，实验现象不明显，我们可以使用酒精灯对试管底部微微加热，但现象一定要注意撤走酒精灯后，导管中能形成一段水柱，并且一段时间不下降，才能说明气密性好。

2．如图2所示，此装置漏斗与大气相通，无法如上例那样进行检查。要进行其气密性检查，首先要考虑的问题是如何使锥形瓶不直接通过漏斗与大气相通。要解决这一问题，显而易见的用水（或液体）做液封，从而实现这一目的。
  
具体方法为：从漏斗加入一定量的水，使漏斗的下端管口浸没在液面以下，夹紧弹簧夹，再加入少量的水，停止加水后，漏斗中与锥形瓶中液面差（即水柱高度）保持不变，说明该装置不漏气。

3．图3为启普发生器。该装置的原理与上图2的原理是一样的，但主要是该装置中弹簧夹被活塞代替。
  
具体方法为：关闭导气管上的活塞，从球形漏斗中加入足量的水，使球形漏斗中出现水柱，水柱高度在一段时间内保持不变，则说明装置不漏气。

4．图4为利用双氧水和二氧化锰制取氧气的实验室装置，利用分液漏斗等仪器。这套装置与图2或图3不同，主要的原理与图1一样。
  
具体方法是：关闭分液漏斗上的活塞，把导气管的一端浸入水中，用双手紧握试管底部。如果观察到导气管口有气泡冒出，而且在松开手后，导管中形成一段水柱，则证明装置气密性好，不会漏气。
空气的成分：
氧气，二氧化碳，氢气，氮气，稀有气体；按体积分：N2占78%，O2占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他气体和杂质占0.03%。
易错点：
      空气中各成分的含量在一定时间和一定范围内基本恒定，但随着人类活动的延续，气体的排放，空气的成分也在不停地变化，因此不能认为空气的成分是一成不变的。
碱的定义：
碱是指在溶液中电离成的阴离子全部是OH-的化合物。碱由金属离子(或铵根离子)和氢氧根离子构成，可用通式R(OH)n表示。从元素组成来看，碱一定含有氢元素和氧元素。

常见的碱：
(1)氢氧化钠、氢氧化钙都属于碱。除这两种碱外，常见的碱还有氢氧化钾(KOH)、氨水(NH3·H2O)、治疗胃酸过多的药物中的氢氧化铝[Al(OH)3)。
(2)晶体(固体)吸收空气里的水分.表而潮湿而逐步溶解的现象叫做潮解。氢氧化钠、粗盐、氯化镁等物质都易潮解，应保存在密闭干燥的地方。同时称量 NaOH固体时要放在玻璃器皿中，不能放在纸上，防止 NaOH固体潮解后腐蚀天平的托盘。
(3)熟石灰可由生石灰(CaO)与水反应制得，反应的化学方程式为:CaO+H2O==Ca(OH)2，反应时放出大量的热。

碱的通性
碱的通性 反应规律 化学方程式 反应类型
碱溶液与指示剂的反应 碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝，无色酚酞试液变红 —— ——
碱与非金属氧化物反应 碱+非金属氧化物→盐+水 2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O		 ——
碱与酸反应 碱+酸→盐+水 NaOH+HCl==NaCl+H2O
2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O		 复分解反应
碱与某些盐反应 碱1+盐1→碱2+盐2 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4
Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH		 复分解反应
碱+铵盐→氨气+水+盐 NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O 复分解反应

常见的碱有NaOH、KOH、Ca（OH）2、氨水的特性：
①氢氧化钠（NaOH）俗名苛性钠、火碱、烧碱，这是因为它有强腐蚀性。NaOH是一种可溶性强碱。白色固体，极易溶于水，暴露在空气中易潮解，可用作碱性气体（如NH3）或中性气体（如H2、O2、CO等）的干燥剂。NaOH易与空气中的CO2反应生成Na2CO3固体。NaOH溶液可以腐蚀玻璃，盛NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口的玻璃塞，只能用橡胶塞。

②氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色粉末，微溶于水，俗称熟石灰或消石灰，其水溶液称为石灰水。Ca（OH）2也有腐蚀作用。Ca（OH）2与CO2反应生成白色沉淀CaCO3，常用于检验CO2。 Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O Ca(OH)2能跟Na2CO3反应生成NaOH，用于制取NaOH。反应方程式为： Ca(OH)2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaOH

③氨水（NH3·H2O）是一种可溶性弱碱，NH3溶于水可得氨水。有刺激性气味，有挥发性。将氨气通过盛放氧化铜的玻璃管，生成氮气、水和铜，其反应方程式为： 2NH3+3CuO=(加热)=3Cu+N2↑+3H2O，说明氨气具有还原性。
此外，KOH、Ba(OH)2也是常见的可溶性强碱。不溶的碱大多是弱碱，如：Fe(OH)3、Cu(OH)2等。他们的共同性质是热稳定性差，受热易分解生成对应的金属氧化物和水。

氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质和用途比较
俗名 苛性钠，火碱，烧碱 熟石灰，消石灰
颜色、状态 白色，片状固体 白色，粉末状固体
腐蚀性 强烈腐蚀性 较强腐蚀性
溶解性 易溶于水，易潮解，溶解时放热 微溶于水，其水溶液俗称石灰水
用途 化工原料，用于肥皂、石油、纺织、印染工业等;生活中用于除油污 用于建筑工业，制漂自粉，改良土壤，配制农药等

氢氧化钠、氢氧化钙化学性质的比较
氢氧化钠 氢氧化钙
跟指示剂作用.使紫色石蕊试液变成蓝色，使无色酚酞试液变成红色 跟指示剂作用，使紫色石蕊试液变成蓝色，使无色酚酞试液变成红色
跟某些非金属氧化物反应
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O
2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O		 跟某些非金属氧化物反应
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O
Ca(OH)2+SO3==CaSO4+H2O
跟酸发生中和反应
2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O		 跟酸发生中和反应
Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O
跟某些盐反应
2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4		 跟某些盐反应
Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH

几种碱的颜色和溶解度
碱 颜色 溶解性
NaOH、KOH、Ba（OH）2 白色 易溶
Ca(OH)2 白色 微溶
Mg（OH）2、Al(OH )3、Fe(OH )2 白色 难溶
Fe(OH )3 红褐色 难溶
Cu（OH）2 蓝色 难溶

概念性质的理解
①氢氧化钠有强烈的腐蚀性，使用时必须十分小心，要防止沽到皮肤.上或洒在衣服上。如果不慎将碱液沽到皮肤上，应立即用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。
②浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水放热，属于物理变化；而氧化钙溶于水放热是氧化钙与水反应放出大量的热，属于化学变化;生石灰具有强烈的吸水性，可以作某些气体的干燥剂。
③由于NaOH易潮解，同时吸收空气中的CO2发生变质，所以NaOH必须密封保存。
④保存碱溶液的试剂瓶应用橡胶塞、不能用玻璃塞，以防止长期不用碱溶液，碱溶液腐蚀玻璃造成打不开的情况。
⑤只有可溶性碱溶液才能使指示剂变色，如NaOH溶液能使无色酚酞变红；但不溶性碱不能使指示剂变色，如Mg(OH)2中滴加无色酚酞，酚酞不变色。
⑥盐和碱的反应，反应物中的盐和碱必须溶于水，生成物中至少有一种难溶物、气体或H2O。铵盐与碱反应生成的碱不稳定，分解为NH3和H2O。
⑦碱与酸的反应中碱可以是不溶性碱，如 Cu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O。

氢氧化钠和氢氧化钙的鉴别：
NaOH与Ca（OH）2的水溶液都能使酚酞变红，故鉴别NaOH和Ca(OH)2不能用指示剂，通常情况下，可采用以下两种方法来鉴别NaOH和Ca(OH)2
方法一：通入CO2气体，NaOH溶液与CO2气体反应后无明显现象，但Ca(OH)2溶液即澄清石灰水与 CO2反应生成白色沉淀。
方法二：滴加Na2CO3溶液或K2CO3溶液，NaOH溶液与K2CO3，Na2CO3溶液不反应，但Ca(OH)2溶液与 Na2CO3、K2CO3溶液反应均生成白色沉淀。Ca(OH)2+ Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH，Ca(OH)2+K2CO3 ==Na2CO3+2KOH。

检验二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应的方法
通常情况下，将二氧化碳气体直接通人装有氢氧化钠溶液的试管中，很难直接判断二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应。因此，要判断二氧化碳气体确实能与氢氧化钠反应，可以采取如下两种方法:
(1)检验产物的方法:验证通入二氧化碳气体后的溶液中是否含有碳酸钠，检验碳酸根离子是否存在。通常检验碳酸根离子的方法是:
方法1:取样，加入稀盐酸，并将产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明溶液中存在碳酸根离子。
方法2:取样，加入氢氧化钙溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中存在碳酸根离子。上述两种方法其实也可以检验氢氧化钠溶液是否变质.而且方法I还可以用于除去变质后的氢氧化钠溶液中的碳酸钠。

(2)改进实验装置，通过一些明显的实验现象间接证明二氧化碳气体能与氢氧化钠反应。如:

所选装置 操作方法 实验现象
A 将充满二氧化碳的试管倒扣在水中 试管内的液面略有上升
B 将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中 试管内的液面明显上升
C 将氢氧化钠溶液滴入烧瓶 水槽中的水倒吸入烧瓶内
D 将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶 集气瓶中，NaOH溶液中的长导管下端产生气泡
E 将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶 烧瓶内产生“喷泉” 现象
F 将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入软塑料瓶 塑料瓶变瘪
G 将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入锥形瓶中 小气球胀大


碱的命名：
一般读作氢氧化某，如：NaOH读作氢氧化钠。变价金属元素形成的碱，高价金属碱读作氢氧化某，如Fe(OH)3读作氢氧化铁，低价金属碱读作氢氧化亚某，如Fe(OH)2读作氢氧化亚铁。

氨水：
氨气的水溶液俗称氨水，主要成分是NH3·H2O，通常状况下是无色液体，具有挥发性。浓氨水能挥发出具有刺激性气味的氨气NH3。
氨水显碱性，能使指示剂变色。
氨水的组成中含有N元素，因此可通过与酸反应生成铵盐来制氮肥，其本身也是一种氮肥。在化学实验中一般可用浓氨水做分子运动的探究实验。

发现相似题
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